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面向分布式机器学习系统的参数通信调优研究

面向分布式机器学习系统的参数通信调优研究

作者：徐沛然杭州电子科技大学

学位级别：硕士

机器学习特别是深度学习,是人工智能领域的重要研究内容,人工智能应用正在得到飞速发展,例如自动驾驶、人脸识别等。然而,随着机器学习数据集以及深度学习模型规模的不断增加,单机通常需要几周甚至更久来训练机器学习模型。为了适应大... 详细信息

机器学习特别是深度学习,是人工智能领域的重要研究内容,人工智能应用正在得到飞速发展,例如自动驾驶、人脸识别等。然而,随着机器学习数据集以及深度学习模型规模的不断增加,单机通常需要几周甚至更久来训练机器学习模型。为了适应大数据时代的挑战,需要将传统机器学习分布式化,在多个节点上分散工作量,以加快机器学习的训练速度。当前,参数服务器系统是大部分分布式机器学习系统的实现方式。当使用参数服务器训练分布式机器学习模型时,节点之间需要通过通信来保证模型一致性。传统的分布式机器学习参数通信模型是整体同步并行通信模型(Bulk Synchronous Parallel),该模型使用了同步屏障,工作节点到达同步屏障之后就会暂停训练,直到所有的工作节点都到达同步屏障后进行一次全局同步。这种模型使得训练最慢的工作节点会拖累整个集群的计算效率。异步并行模型(Asynchronous Parallel)和延迟同步并行模型(Asynchronous Parallel)解决了整体同步并行模型中存在的问题。异步并行模型中各个节点不进行同步,使集群性能被充分使用,但这过度利用了机器学习的有限容错性,最终会导致模型精度较差。延迟同步并行模型中训练最快的工作节点和训练最慢的工作节点之间的最大迭代差被延迟阈值限制,然而延迟同步并行模型也未完全考虑真实集群环境中的各种不确定因素,不能适应真实集群环境。针对分布式机器学习主流参数通信模型中存在的问题,本文提出了高效同步并行模型(Efficient Synchronous Parallel)和预测同步并行模型(Predicted Synchronous Parallel),然后,本文实现了分布式机器学习框架Kanel,并且在Kanel上完成了高效同步并行模型和预测同步并行模型的实现。本文研究内容如下:(1)本文对当前主流分布式机器学习模型参数通信模型存在的问题进行分析,并提出了一种新的分布式通信模型,名为高效同步并行模型。该模型从优化参数服务器和工作节点之间通信时间出发,对通信时延进行了优化。该模型使工作节点有判别此次和参数服务器的通信是否高效的能力,如果工作节点判定此次模型交换是高效的,那么工作节点就会进行模型交换,否则工作节点就会放弃通信直接进行下一轮本地训练。对高效同步并行模型进行策略设计与算法实现后,在理论上对其进行了证明,验证了高效同步并行模型具有与整体同步并行模型相同的收敛性,能确保模型的最终收敛。最后,本文对高效同步并行模型进行实验,实验结果表明高效同步并行模型有着更好的性能。(2)针对延迟同步并行模型在真实计算集群中出现的问题,提出了预测同步并行模型。预测同步并行模型通过上一轮迭代各个工作节点的训练耗时计算出各个工作节点的性能从而预测出下一轮迭代集群训练情况并从中找到最优同步时机使得节点同步等待时间最短。为了进一步提升工作节点的计算效率,在预测同步并行模型中,快节点在进行同步等待时,也会使用本地模型和本地数据集进行机器学习训练,直到接收到新的全局模型参数。本文对预测同步并行模型的设计与实现进行论述,并证明了其具有与整体同步并行模型相同的收敛性。对预测同步并行进行实验,实验证明预测同步并行模型在保证模型收敛的前提下能加速机器学习训练。

关键词：分布式机器学习参数服务器通信调优高效同步并行模型预测同步并行模型

数形结合在初中教学中的应用--以“化学反应中溶质质量分数计算”为例

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中学化学教学参考 2023年第15期 42-44页

作者：许国平徐沛然常州市第二十四中学江苏常州213000

一、数形结合思维和化学教学1.数形结合思想应用于初中化学教学的迫切性《义务教育化学课程标准(2022年版)》明确提出,使学生认识在解决实际问题时,需要综合运用各学科知识,采用合适的方法和工具,以及系统规划和实施;体会有效使用科学技... 详细信息

一、数形结合思维和化学教学1.数形结合思想应用于初中化学教学的迫切性《义务教育化学课程标准(2022年版)》明确提出,使学生认识在解决实际问题时,需要综合运用各学科知识,采用合适的方法和工具,以及系统规划和实施;体会有效使用科学技术,以及合作、协同创新解决问题的重要性。

关键词：初中化学教学化学课程标准数形结合思想协同创新义务教育溶质质量分数科学技术教学中的应用

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长春市原发性肺癌危险因素的调查分析

长春市原发性肺癌危险因素的调查分析

作者：徐沛然吉林大学

学位级别：硕士

目的: 探寻长春市肺癌发病的主要危险因素,为肺癌病因研究提供线索,为制定针对性的预防控制策略和措施提供科学的依据。方法: (1)病人来源及分组:采用病例-对照研究设计。研究对象为居住在长春市地区10年以上的居民,共210例,其中肺癌... 详细信息

目的: 探寻长春市肺癌发病的主要危险因素,为肺癌病因研究提供线索,为制定针对性的预防控制策略和措施提供科学的依据。方法: (1)病人来源及分组:采用病例-对照研究设计。研究对象为居住在长春市地区10年以上的居民,共210例,其中肺癌病例选取在长春市内多家综合医院就诊经长春市市级及以上医院经病理确诊为肺癌并在吉林大学第二医院住院治疗的新病例,能配合调查,清楚回答问题者,共108例。对照组选取与病例组同性别,同地区,年龄相差不超过5岁的健康人群,排除肺癌病例的直系亲属,共102例。(2)调查方法:采用问卷调查方式,由经过统一培训的调查员通过面访的形式对所有的研究对象进行调查。(3)调查内容:包括一般状况、职业暴露史、饮食习惯、生活行为方式、居住环境、社会心理因素、疾病史、家族肿瘤病史等。(4)统计分析:使用SPSS13.0软件进行统计分析。对资料用单因素分析,对于等级资料主要采用χ2趋势性检验。经单因素分析,初步筛选出差异有统计学意义的因素,纳入Logistic回归模型进行多因素分析,并计算各研究因素与肺癌的关联强度OR值及其95%可信区间。结果: 本次调查共调查肺癌患者108例,对照组健康人群102例,其中肺癌组年龄分布在32-83岁之间,对照组健康人群年龄分布在37-80岁之间。肺癌组平均年龄61.06±12.05岁,对照组平均年龄60.45±11.66岁,经统计学检验差异无统计学意义(t=0.37, P =0.7082)。肺癌组男性71例,占肺癌组的65.74%,女性37例,占肺癌组的34.26%。对照组男性69例,占对照组的67.65%,女性33例,占对照组的32.35%,经统计学检验差异无统计学意义(χ2=0.09,P=0.7696)。通过单因素分析结果显示,吸烟、不良饮食习惯、有害物质接触史、熬夜、精神压抑、性格急躁,不良烹饪习惯为长春市肺癌发生的危险因素。经常食用水果、经常食用蔬菜及经常食用生蒜为长春市肺癌发生的保护性因素。对单因素分析结果中具有统计学意义的相关因素纳入多因素logistic回归模型进行多因素分析。结果显示,经常烧菜做饭、吸烟、A型性格为肺癌的危险因素。经常食用蔬菜及经常食用生蒜为肺癌的保护性因素。结论: 本研究为原发性肺癌的一级预防综合措施提供了理论依据,为预防和控制长春市原发性肺癌的发生提供科学的参考依据。

关键词：原发性肺癌病例-对照研究危险因素 Logistic回归分析

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东道国环境规制对中国OFDI的影响研究

东道国环境规制对中国OFDI的影响研究

作者：徐沛然浙江工商大学

学位级别：硕士

随着经济全球化的纵深发展,对外直接投资已经成为了推动中国经济发展不可或缺的手段之一。然而伴随着经济的快速增长,经济发展与生态环境之间的矛盾日益激化,环境污染、气候变化、能源危机及资源短缺对世界经济发展的瓶颈制约日趋严峻,... 详细信息

随着经济全球化的纵深发展,对外直接投资已经成为了推动中国经济发展不可或缺的手段之一。然而伴随着经济的快速增长,经济发展与生态环境之间的矛盾日益激化,环境污染、气候变化、能源危机及资源短缺对世界经济发展的瓶颈制约日趋严峻,国际资本流动,尤其是对外直接投资,被视作是造成生态环境破坏的主要原因之一。在意识到环境与经济可持续发展的重要性后,各国纷纷开始着手建立环境规制体系以控制环境的负外部性。从而,环境规制对FDI流动的影响成为了国内外经济学家们的研究热点。现有文献多以发达国家的环境规制为出发点来探讨环境规制是否会导致发达国家FDI的变化,但是东道国环境规制对发展中国家OFDI的影响研究尚不多见。鉴于此,本文基于相关理论,采用2003-2014年65个中国对外直接投资东道国的面板数据,构建多元面板回归模型,对东道国环境规制对中国OFDI的影响进行研究。具体而言,本文的研究内容主要可以概括为以下六部分。第一章对本文的研究背景、研究意义、研究方法以及研究思路进行介绍。第二章归纳和梳理有关环境规制对FDI影响的国内外研究文献,并作了简要的述评。第三章结合了对外直接投资理论、环境规制影响FDI的相关理论以及拓展了有关的理论模型,来探究东道国环境规制影响投资国OFDI的机理。第四章对东道国环境规制的演进和现状以及中国对外直接投资的发展和现状进行分析。第五章首先以中国对外直接投资作为被解释变量,在耶鲁大学和哥伦比亚大学联合发布的环境绩效指数的基础上建立了相对环境规制指数作为解释变量,以基础设施、对外开放程度、市场规模、经济稳定性、经济发展水平相对差异,经济增长率、距离作为控制变量。其次,在多重共线性检验、内生性检验和Hausman检验的基础上,构建了合适的多元面板回归模型进行实证分析,最后对实证结构作了小结。第六章概括了本文的主要研究结论,并提出了有针对性的政策建议。研究结果表明：第一,东道国环境规制程度与其经济发展状况有关,不同国家的环境规制不同。第二,中国对外直接投资的产业分布不均衡,污染密集型产业占比较高;地域分布也不均衡,多集中于发展中国家。第三,东道国环境规制对中国OFDI的效应显著为负,证明环境规制较弱的国家容易吸引中国的对外直接投资,同时也说明中国的环境规制程度有所加强。结合本文的理论、现状分析以及实证分析结果,笔者提出的政策建议如下：选择合理投资区域,优化投资结构;将国内产业结构和对外直接投资产业结构联系起来;完善我国环境规制体系,增强企业国际竞争力。

关键词：环境规制对外直接投资多元面板回归模型

围手术期应用不同剂量盐酸氨溴索对胸腔镜下肺叶切除术后患者肺功能的影响

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中华胸心血管外科杂志 2014年第6期30卷 383-384页

作者：吴楠徐沛然石东磊吉林大学第二医院胸外科长春130041

胸外科手术对肺功能影响大，患者术后易出现肺部感染、肺不张，严重者出现急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和呼吸衰竭。近年研究显示，围手术期应用盐酸氨溴索可以减少肺部并发症。我们于2011年12月至2013年1月筛选118例胸腔镜下肺叶切除术... 详细信息

胸外科手术对肺功能影响大，患者术后易出现肺部感染、肺不张，严重者出现急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和呼吸衰竭。近年研究显示，围手术期应用盐酸氨溴索可以减少肺部并发症。我们于2011年12月至2013年1月筛选118例胸腔镜下肺叶切除术患者，总结围手术期使用不同剂量盐酸氨溴索（沐舒坦）对患者肺功能、肺表面活性物质、术后并发症的影响，报道如下。

关键词：盐酸氨溴索术后患者肺叶切除术围手术期肺功能胸腔镜剂量应用

两孔式胸腔镜肺叶切除术和传统三孔式胸腔镜肺叶切除术临床效果比较

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吉林大学学报（医学版） 2014年第2期40卷 418-421页

作者：吴楠石东磊徐沛然吉林大学第二医院胸外科吉林长春130041

目的:对比两孔式胸腔镜肺叶切除术(TPTL)与传统三孔式胸腔镜肺叶切除术(TTTL)的临床应用效果,阐述TPTL在临床治疗中的意义及价值。方法:回顾性分析行胸腔镜下肺叶切除的124例患者的临床资料。124例患者按照所行术式的不同分为TPTL组60例... 详细信息

目的:对比两孔式胸腔镜肺叶切除术(TPTL)与传统三孔式胸腔镜肺叶切除术(TTTL)的临床应用效果,阐述TPTL在临床治疗中的意义及价值。方法:回顾性分析行胸腔镜下肺叶切除的124例患者的临床资料。124例患者按照所行术式的不同分为TPTL组60例(采用TPTL、淋巴结廓清术)和TTTL组64例(采用TTTL、淋巴结廓清术)。比较2组患者手术时间、术中出血量、术后盐酸哌替啶用量、术后拔除胸引管时间、术后住院时间和术后6个月患侧上肢活动后不适者的例数。结果:TPTL组患者切口长度[(4.0±0.2)cm]小于TTTL组患者切口长度[(6.2±0.3)cm](P0.05)。结论:与TTTL比较,TPTL可以减小切口长度、减轻患者术后疼痛、提高患者术后生活质量。

关键词：两孔式胸腔镜肺叶切除术传统三孔式胸腔镜肺叶切除术肺肿瘤

磁共振成像骨盆测量对全直肠系膜切除术中困难骨盆的预测价值

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中华胃肠外科杂志 2022年第12期25卷 1089-1097页

作者：孙振侯文运刘婧娟薛华丹徐沛然吴斌林国乐徐徕陆君阳肖毅中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院基本外科北京100730 国家癌症中心国家肿瘤临床医学研究中心中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院结直肠外科北京100021 中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院放射科北京100730 中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院外科北京100730

目的在全直肠系膜切除术(TME)中,由于骨盆空间狭窄或直肠系膜肥厚等因素的存在,常导致术野暴露困难,明显增加手术操作难度。本研究旨在分析直肠磁共振成像(MRI)骨盆测量对TME中困难骨盆的预测价值,并探讨术中困难骨盆的影响因素。方法... 详细信息

目的在全直肠系膜切除术(TME)中,由于骨盆空间狭窄或直肠系膜肥厚等因素的存在,常导致术野暴露困难,明显增加手术操作难度。本研究旨在分析直肠磁共振成像(MRI)骨盆测量对TME中困难骨盆的预测价值,并探讨术中困难骨盆的影响因素。方法本研究采用回顾性观察性研究方法。病例纳入标准:(1)肿瘤距肛缘15 cm以内;(2)术后病理检查证实为直肠癌;(3)具有完整的术前MRI资料;(4)肿瘤浸润深度为T1~4a;(5)术中进行了困难骨盆评估。排除接受TME以外的其他任何保肛或非保肛手术的患者。回顾性收集2019年3月至2021年11月期间,在北京协和医院基本外科结直肠专业组接受TME的88例直肠癌患者的临床资料。困难骨盆分级简易评估量表:Ⅰ级为手术操作不困难;Ⅱ级为影响手术操作,但不影响完整TME标本质量;Ⅲ级为影响手术操作和标本质量(为接近完整TME);Ⅳ级为严重影响手术操作和标本质量(为非完整TME);Ⅰ~Ⅱ级认为非困难,Ⅲ或Ⅳ级认为手术困难。骨盆参数包括:骨盆入口前后径、中骨盆前后径、骨盆出口前后径、耻骨联合高度、骶尾间径、骶尾弧弓高、耻骨联合到盆底肌的距离、前骨盆深度、坐骨棘间径、坐骨结节间径等10项指标。通过单因素和多因素logistic回归分析困难骨盆相关的危险因素,并建立预测术中困难骨盆的列线图模型。结果88例患者中,男性51例,女性37例,中位年龄64(56~70)岁,共有64例(72.7%)患者接受了新辅助治疗,其中困难骨盆组患者30例(34.1%),非困难骨盆组58例(65.9%)。解剖学特征中位数:骨盆入口前后径为12.0 cm;中骨盆前后径11.0 cm;骨盆出口前后径8.6 cm;耻骨联合高度4.9 cm;骶尾间径12.6 cm;骶尾弧弓高度3.7 cm;耻骨结节到盆底肌距离3.0 cm;前骨盆深度13.3 cm;坐骨棘间径10.2 cm;坐骨结节间径12.2 cm。多因素分析结果显示,新辅助治疗(OR=4.97,95%CI:1.25~19.71,P=0.023)、肿瘤距肛缘距离越大(OR=1.31,95%CI:1.02~1.67,P=0.035)和耻骨联合高度越高(OR=3.36,95%CI:1.56~7.25,P=0.002)是困难骨盆的独立危险因素。纳入以上因素构建的困难骨盆预测模型,模型曲线下面积为0.795(95%CI:0.696~0.895)。结论基于直肠MRI骨盆测量的困难骨盆评估量表适用于TME手术,且接受新辅助治疗、肿瘤距离肛缘距离越大以及耻骨联合高度越高者,困难骨盆的概率越高,需更谨慎地规划直肠癌手术入路。

关键词：直肠肿瘤困难骨盆全直肠系膜切除术磁共振成像列线图

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开胸术后呼吸衰竭26例临床分析

白求恩医科大学学报 2001年第5期27卷 534-535页

作者：徐沛然郭喜平邵国光张君荣吉林大学第二医院胸外科吉林长春130041

目的 :探讨开胸术后呼吸衰竭的发病原因、临床特点及有效的预防、治疗方法。方法 :对本院1993年 1月～ 1999年 4月开胸术后并发呼吸衰竭的发病情况及其治疗结果进行统计分析。结果 :术前心肺功能异常、麻醉、手术创伤、感染、术后出血... 详细信息

目的 :探讨开胸术后呼吸衰竭的发病原因、临床特点及有效的预防、治疗方法。方法 :对本院1993年 1月～ 1999年 4月开胸术后并发呼吸衰竭的发病情况及其治疗结果进行统计分析。结果 :术前心肺功能异常、麻醉、手术创伤、感染、术后出血等为术后呼吸衰竭的主要原因 ,其发生率为3.5 6 % (2 6 / 730 ) ,死亡率为 2 3.1% (6 / 2 6 )。结论 :加强围手术期呼吸道管理 ,减轻手术创伤 ,预防和正确处理术后并发症是防止呼吸衰竭的关键。

关键词：开胸手术呼吸衰竭机械通气手术后

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对我校学生体育学习兴趣的初步探讨

嘉兴学院学报 1985年第1期 35-41页

作者：徐沛然

学习兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分。要提高体育教学的质量,就必须摸索体育教学中学习兴趣的一般规律,认识学习兴趣与学习效果的相互关系,改革一些不符合学生身心发展特点,不遵循学习兴趣一般规律的教学内容和教学手段。本着这... 详细信息

学习兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分。要提高体育教学的质量,就必须摸索体育教学中学习兴趣的一般规律,认识学习兴趣与学习效果的相互关系,改革一些不符合学生身心发展特点,不遵循学习兴趣一般规律的教学内容和教学手段。本着这个目的,笔者两年来对这方面的问题进行了初步的研究与探讨。

关键词：体育同学兴趣组男生